JP6305273B2 - 評価値算定方法及び空間特性設計方法 - Google Patents
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本実施形態に係る評価値算定方法は、特定のシーンにおける音声伝送性能評価指標(以下、単にSTIという。)を算定する方法である。特定のシーンとは、音源と受音点との間に生成源符号化方式の信号処理が介在する場面である。具体的には、発話者と受聴者との両者が携帯電話を介して会話する場面、発話者が携帯電話を介して会話し、受聴者が固定電話を介して会話する場面、発話者が固定電話を介して会話し、受聴者が携帯電話を介して会話する場面などが挙げられる。以下では、一例として、両者が携帯電話を介して会話する場合を説明するが、この場面に限定されるものではない。
このように、インパルス応答波形r(t)からSchroederの減衰曲線を得ることができる。そして、減衰除去インパルス応答波形p(t)は、以下の数式(2)で表される。
(羽入敏樹,星和磨,鈴木諒一,非直線減衰を持つ室内音場の減衰除去インパルス応答の計算 日本音響学会講演論文集 参照)
本実施形態に係る空間特性設計方法は、第1実施形態に係る評価値算定方法にて算出されたSTIを用いて、発話空間(第1空間)の空間特性を設計する方法である。
幾何音響解析により、発話空間のインパルス応答波形と、減衰除去インパルス応答波形とを算出した。発話空間を5m3とした。結果を図6に示す。図6の(A)は、算出されたインパルス応答波形であり、図6の(B)は、図6の(A)に示すインパルス応答波形から算出した減衰除去インパルス応答波形である。図6のグラフは、横軸が時間[s]、縦軸が強度である。図6の(A),(B)の比較より、減衰除去インパルス応答波形(特に0.025〜0.125[s]の間)では、インパルス応答波形の特徴的な反射音構造が強調されることが確認された。
発話空間5aのインパルス応答波形をシミュレーションにより算出した。また、発話空間5aの体積V及び平均吸音率をパラメータとして36種類のインパルス応答波形を算出した。体積V及び平均吸音率の組合せは以下のとおりである。
体積V:1m3,5m3,18m3,74m3,294m3,1178m3
平均吸音率:0.01,0.02,0.04,0.08,0.16,0.32
次に、それぞれ畳み込んだ36種類のインパルス応答波形を、アッテネータ(減衰器)を経由して携帯電話3の第1マイク3aへ入力し、通信系を介して携帯電話4へ伝送し、携帯電話4の第2スピーカ4aから出力させて録音した。この録音した音を被験者に聴かせて「聴き取りにくさ」の回答を得た。
発話空間5aのインパルス応答波形から求めたSTIと、聴き取りにくさとの関係をプロットした。結果を図7の(A)に示す。図7の(A)は、横軸がSTI、縦軸が「聴き取りにくさ」を示している。なお、縦軸は、「聴き取りにくくない」の境界下限値を0とし、「非常に聴き取りにくい」の代表値を1として、「聴き取りにくくない」「少し聴き取りにくい」「かなり聴き取りにくい」「非常に聴き取りにくい」のカテゴリ全体が0〜1の範囲に納まるように数値を調整した。図7の(A)では、プロットした点の回帰直線を実線L1、弁別閾を一点鎖線L2、95%予測区間を破線L3で示している。なお、弁別閾は、TukeyのHDS(α=0.05)の範囲(±0.13)を示したものであり、「聴き取りにくさに明確な差異があると判断できる最小の心理的距離」である。図7の(A)に示すとおり、回帰直線y=−1.86x+2.07の決定係数R2は0.86と比較的高く、STIと聴き取りにくさとの間には高い負の相関が認められる。しかしながら、95%予測区間はHDSの範囲を超えている。このため、発話空間5aのインパルス応答波形から求めたSTIは、聴き取りにくさを予測するためには精度が十分であるとはいえない。
第1実施形態に係る評価値算定方法にて算出したSTIと聴き取りにくさとの関係をプロットした。結果を図7の(B)に示す。図7の(B)は、図7の(A)と同様に、横軸がSTI、縦軸が「聴き取りにくさ」を示している。図7の(B)では、プロットした点の回帰直線を実線L4、弁別閾を一点鎖線L5、95%予測区間を破線L6で示している。弁別閾は、図7の(A)と同様に、TukeyのHDS(α=0.05)の範囲(±0.13)を示したものである。図7の(B)に示すとおり、回帰直線y=−1.43x+1.13の決定係数R2は0.92と比較例1に比べて高く、STIと聴き取りにくさとの間には非常に高い負の相関が認められる。さらに、95%予測区間はHDSの範囲とほぼ同様である。このため、第1実施形態に係る評価値算定方法にて算出したSTIは、聴き取りにくさを予測するために十分な精度であることが確認された。
Claims (4)
- 第1空間内で音源から生成された音声が前記第1空間内でマイクにて集音され、集音された音声の信号が生成源符号化方式で符号化され、符号化された信号を用いて音声が再生される場合に、再生された音声の聴き取りにくさを評価するための音声伝送性能評価指標を算定する評価値算定方法であって、
前記音源から前記マイクまでの伝達経路のインパルス応答波形を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された前記インパルス応答波形をSchroederの減衰曲線で除算して減衰除去インパルス応答波形を算出する減衰除去ステップと、
前記減衰除去ステップにて算出された前記減衰除去インパルス応答波形を用いて、前記音声伝送性能評価指標を算定する算定ステップと、
を備える評価値算定方法。 - 前記減衰除去ステップでは、前記減衰曲線が直接音の音量から所定音量減衰した時間で前記減衰除去インパルス応答波形を算出する処理を打ち切り、前記所定音量は、音声を再生する装置のダイナミックレンジに基づいて決定される請求項1に記載の評価値算定方法。
- 前記第1空間内で音源から生成された音声の音声スペクトルを取得する音声取得ステップを備え、
前記算定ステップでは、前記減衰除去ステップにて算出された前記減衰除去インパルス応答波形及び前記音声取得ステップにて取得された前記音声スペクトルを用いて前記音声伝送性能評価指標を算定する際に、前記減衰除去ステップにて算出された前記減衰除去インパルス応答波形又は前記音声取得ステップにて取得された前記音声スペクトルに対して音声の信号の伝送帯域の波形成分を通過させる帯域通過処理を施し、帯域通過処理を施した波形成分を用いて前記音声伝送性能評価指標を算定する請求項1又は2に記載の評価値算定方法。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の評価値算定方法で算出された前記音声伝送性能評価指標を用いた空間特性設計方法であって、前記音声伝送性能評価指標を用いて前記第1空間の空間特性を設計する設計ステップを備える空間特性設計方法。
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